SAABs del i ESV-projektet - Experimental Safety Vehicle sammanställt av Uno Dahl

Saabs del i ESV-projektet

Experimental Safety Vehicle

Sammanställt av Uno Dahl.
Ansvarig provledare för ESV-projektet i Sverige

På 1960-talet började man arbeta med trafiksäkerhet, och i början av 70-talet bildades ESV-projektet, som stod för Experimental Safety Vehicle och skulle omfatta utvärdering av bilars säkerhet.

Projektet hade startats och drevs av D.O.T. (Department Of Traffic) i USA, och omfattade arbete i USA, Japan och Europa. Sverige åtog sig att undersöka funktion och effekt av låsningsfria bromsar i personbilar. Arbetet i Sverige drevs genom ett samarbete med Trafiksäkerhetsverket (TSV), Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU), Saab och Volvo. Ett projektråd bildades hösten 1971 och bestod av Gustav Ekberg TSV ordförande, Sven Hugosson STU sekreterare, Per-Uno Unosson Saab och Arne Jonasson Volvo.

Projektrådet stod för styrning och TSV och STU stod till stor del för finansiering. Till projektledare utsågs i mars 1972 Sten Rundkvist som hämtades från Saab i Linköping.

Projektet var delat i tre delar: olycksfallsundersökningar, simuleringar och fysiska prov. Olycksfallsundersökningarna sammanställdes av studier från både Saab och Volvo. Volvo ansvarade för simuleringsprov med stöd från Saab. Saab ansvarade för fysiska prov med stöd från Volvo.

Provning

Den här skriften nedan behandlar de fysiska proven.

Det som skulle undersökas var de olika bilarnas stabilitet, bromsförmåga och styrförmåga under hård bromsning i kurvor, med olika lastförhållande, på olika vägunderlag och med olika däcksutrustningar. Som avslutande prov skulle ett 50-tal personer inbjudas att köra ett test med olyckssituationer där de först inte kände till bilarnas utrustning och sedan fick köra om provet efter information och provning av ABS-systemet.

De fordon som skulle utvärderas var:

Framtung bakhjulsdriven

Framtung framhjulsdriven

Baktung bakhjulsdriven

Saab började 1968 att undersöka låsningsfria bromsar, och hade under 1969 tagit fram ett eget konstruerat fungerande system med bra prestanda.

De underleverantörer i Europa som tillverkade bromssystem, började också ta fram egna system. Saab provade dessa olika system och hade fram till våren 1972 kommit fram till att ett system av märket Teldix var bäst och som hade ungefär likvärdiga prestanda med det egenbyggda och nu ytterligare förfinade systemet.

Efter sommaren 1972 startade provningsarbetet med ESV-projektet i Sverige. Arbetet var mycket omfattande och avslutades under hösten 1974.

Provfordon

Fordonen som skulle ingå var:

• Saab 99, framtung framhjulsdriven
• Volvo 144, framtung bakhjulsdriven
• VW 1303 S, baktung bakhjulsdriven

Saab

Två Saab 99 bilar användes, en med det egenutvecklade systemet, och en med Teldix system.

Volvo

En Volvo 144 bil, där Volvo också valt Teldix system.

VW

Beslutet blev att VW bilen också skulle få ett Teldix system. Detta system byggdes in i bilen utav Saabs projektverkstad i Halvorstorp. Första funktionsprovningen av systemet i VW:n skedde på Trollhättans bandybana som då var utomhus och inte var inbyggd.

• 

  Saab 99 med Teldix-system

• 

  Volvo 144 med Teldix-system

Provparametrar

Vägbanor

Torr asfalt

Våt asfalt (skid pad)

Isbana

Isbana ”split friction”. Där man låtit takpapp frysa fast på isen, för att få hög friktion för bilens ena sidas hjulpar.

Lastalternativ

Tjänstevikt

Fullast

Hastigheter

Torr asfalt

- 70 km/h

- 90 km/h

- 120 km/h

Våt asfalt

- 50 km/h

- 70 km/h

Isbana och isbana "split friction"

- 50 km/h

- 70 km/h

- 90 km/h

Däck

Torr och våt asfalt

- Standard sommardäck

Isbanor

- Dubbade vinterdäck

- Odubbade vinterdäck

Utrustning

Ratt med justerbart stopp. Stoppet hade snabburkoppling

Ett 5:e hjul bakom bilen som mätte hastighet och bromssträcka.

Ett gyro för mätning av bilens vridningsvinkel.

Accelerometrar för att mäta accelerationer i längs- och sidled.

Ett tryckluftsystem med ett munstycke monterat under golvet i bilens vridningspunkt för att kunna spruta ”vatten” på vägbanan.

På höger sida i bilen fanns en mätrack där gyrot, förstärkare och en mätbandspelare var monterade och där följande mätsignaler spelades in:

* Rattvinkel


* Bilhastighet


* Sträcka


* Bromsljussignal


* Accelerationer i längs- och sidled


* Hydraultryck i bromssystemet till varje hjul


* Hjulhastighet i varje hjul

Provmetod

Uppgiften var att studera bilens beteende vid max inbromsning under maximal kurvtagning. På is ingick också bromsning rakt fram med olika friktionskoefficienter.

I beteendet vid bromsning ingick att studera bilens stabilitet, styrförmåga och bromssträcka.

För att bestämma maximal kurvtagning kördes bilen i en och samma hastighet med ökande rattvinkel tills kurvradiens min har passerats.

Sättet att bestämma kurvradierna var att mäta höjden från en korda till bågen som bilen beskrivit. Båglinjen synliggjordes genom att när ratten vreds till rattstoppet började vatten spruta på vägbanan och så länge som ratten hölls mot stoppet. På is blandades metylenblått i vattnet och vid körning på ”skid pad” blandades gul färg i.



Mätning av kurvradier

Att bestämma rattvinklarna var ett stort arbete eftersom de utfördes på samtliga underlag, alla bilarna, de olika däcken, båda lastalternativen och vid samtliga provhastigheter.

De verkliga proven med ABS systemen gick till enligt följande.

- Den fastställda rattvinkeln ställdes in på rattstoppet

- Bilen accelererades upp till den aktuella provhastigheten

- Vid provplatsen vreds ratten mot rattstoppet

- Bilen tilläts inta ”steady state” i en sekund

- Bromsarna slogs till så snabbt och hårt som föraren kunde

- Vid ”split friction” prov var rattvinkeln 0 grader



Mätutrustningen monterad i Volvon

Alla mätsignalerna spelades in på mätdatabandspelaren, som efter provet sedan kopplades in till en slingoscillograf, där signalerna

överfördes på ett ljuskänsligt papper. Papperet framkallades med hjälp av dagsljuset varefter man studerade signalerna

och mätte med linjal för att få preliminära resultat.

Bandspelarbanden skickades därefter till ”centraldatorn” i Trollhättan för bearbetning av resultaten.

Provbanor

Våt asfalt ”Skid pad”

Saab hade i Trollhättan byggt till provbanan med en plan fyrkantig yta som belagts med en mycket tät och finkornig asfalt. Denna yta hade försetts med vattenkanoner som kunde belägga hela ytan med ett jämntjockt vattenlager.

Denna banan jämfördes före provstarten med motsvarande banor på Anderstorp och på Volvos provbana. Resultaten som vi fick var att alla tre banorna var jämförbara beträffande resultat.

Alla prov på våt asfalt kördes på banan i Trollhättan.

Torr asfalt

Här fick man ett stort tillmötesgående från Såtenäs flygflottilj, som lät oss köra alla prov på en start och landningsbana, med tillhörande taxibana.

Isbana

Körning på isbana var den mest omfångsrika provningen, dubbelt så mycket som torr asfalt eftersom man här hade dubbla antalet däck och lika många hastigheter och lastfall och dessutom körning på ”split friction”.

Alla dessa prov genomfördes på sjön Varjisträsk i Norrland.

Till skillnad mot banorna med torr och våt asfalt måste isbanorna plogas efter varje snöfall och repareras när dubbarna rivit upp is för att man skulle få jämförbara resultat.

Var det ett mindre snöfall plogade vi själva banan med hjälp av en traktor.

Efter plogning sopades banan för att få rätt underlag.

• 

  Plogbilen kombinerad buss och lastbil

• 

  Traktorn med plog och borste

Reparationer gjordes så att man spolade vatten på isen med en stor brandspruta varefter den fick frysa till

innan provningen kunde fortsätta.



Brandsprutan

Vid ett tillfälle, i slutet av december 1972, blev det ett sådant mildväder att vatten gick upp på isen. Innan det blev riktigt kallt

igen, kom det ganska mycket snö, denna snö isolerade så att isen under inte frös till. Det var därför inte möjligt att ta ut traktor

och snöplog för att göra iordning isen.



Problem med isbärighet efter tö-period. Underisen var kraftig.

Man blev tvungen att hyra två snöskotrar för att köra och trycka ihop snön där banan skulle plogas upp. Två dagar senare hade isen frusit

sig tillräckligt stark för att få rätt bärighet. Efter den plogningen var isen väldigt rå och ojämn, så det gick åt några dagars spolning

för att få is av rätt kvalitet.



Isen spolas för rätt kvalitet

Split friction-bana anordnades genom att takpapp "limmades" fast på isen. Man limmade genom att hälla ut vatten på isen

och sedan rulla ut pappen och därefter ställa på tyngder medan vattnet frös till is.



Split friction bana

Banornas friktionskoefficienter mättes med hjälp av TSVs mätningsbil.



TSVs friktionsmätningsbil

Avslutande prov

Ett femtiotal personer från Skåne i söder till Luleå i norr hade inbjudits för att delta i ett test. Dessa var helt ovetande om vad för utrustning bilarna hade och visste bara att man skulle delta i ett körprov på is.

På isen hade en vägslinga plogats upp, vägmärken satts upp och det fanns ett antal korsvägar. Förarna fick i

uppdrag att köra efter de uppsatta vägmärkena, varken fortare eller långsammare. När man hade kört trekvartsvarv kom en liten

”frigolitbil” ut från en sidoväg! Uppgiften var nu att studera förarnas reaktion och körbeteende.

• 

  Frigolitbil

• 

  Frigolitbil

• 

  Frigolitbil kommer ut på vägen

Efter den första överraskningen fick man reda på att bilen hade låsningsfria bromsar och därmed var styrbar.

Man fick sedan träna på ett antal bromsningar för att få en känsla för funktionen. Därefter körde man åter ut på banan och fick köra några hela

varv innan hindret släpptes ut igen.



Kollision denna gång

Resultat

Slutsatserna i det stora hela var att:

- Stabiliteten vid bromsning ökade kraftigt på alla underlag

- Bromssträckorna reducerades avsevärt på våt asfalt

- Bilen är styrbar under hård inbromsning

- Bromssträckorna är något lite kortare på torr asfalt och på is

- Man får inga ”bromsplattor” på däcken vid hård inbromsning från hög fart på torr asfalt

- Bromssträckorna blir längre i lös snö

- Bromssträckorna blir också längre vid bromsning i löst grus

Det avslutande provet gav vid handen att den som var mycket van att köra på halt väglag släppte bromsen och styrde

förbi hindret även efter man fått reda på bilens utrustning.

De som hade liten körvana bromsade enbart utan att vrida på ratten både före och efter informationen. Övriga deltagare

cirka 10 % vred på ratten samtidigt och kunde styra undan och förbi hindret varvid några undgick olycka och några hamnade i snövallen i stället.

Slutsats för Saab och Volvo

Resultatet visade på flera säkerhetsfördelar med låsningsfria bromssystem, men priset för att montera det i bil var vid

denna tidpunkt allt för högt. Det skulle medföra ett pålägg på cirka 20 % på försäljningspriset och detta bedömde man var för mycket för

att kunden skulle komma att välja detta.

Samma slutsats drog även andra bilfabrikanter eftersom det dröjde en bit in på 1980-talet innan det började bli tillgängligt

som tillval vid beställning av ny bil.

Kommentarer

Platsen Varjisträsk där vinterproven genomfördes, ligger långt från bebyggelse, i en avfolkad liten by. Det var sju mil

enkel resa till Vidsel eller Arvidsjaur där det fanns hotell och restaurang. Till affär var det tre och en halv mil.

För att spara tid bodde provpersonalen, under vardagarna, i skogshuggarstugan i Varjisträsk. Stugan hade indragen el och elektriska element, värmen räckte dock inte till utan eldstäderna som stod i varje rum fick

vedeldas. Det som saknades var både vatten och avlopp. Vatten fick hämtas i brunnen på gården och bäras in liksom slask-, disk- och

tvättvatten fick bäras ut. Toalett fick utföras på ett torrdass utomhus, så det var inga problem med köer dit.

• 

  Stugan i Varjisträsk

• 

  Interiörbild från köket. Provledaren Uno Dahl och chassiexpert Lars Fors, Volvo




Där fanns också en liten verkstad med två bilplatser, där alla typer av arbeten genomfördes.



Exteriörbild av verkstaden

Under vintrarna 1972 - 1973 och 1973 - 1974, från mitten av november till mitten av april, bodde och arbetade provpersonalen

här i veckodagarna. På helgerna åkte man till och bodde på något hotell. Man fick en hemresa var tredje helg och över

Jul och Nyår. Hemresan skedde med flyg på lördag morgon från Luleå och åter på måndag morgon från Göteborg.

När det var riktigt kallt gick det inte att genomföra några prov pga. att fettet i hjullagren blev så segt att hjulen

inte rullade i gång tillräckligt snabbt efter att bromsen släppts. Gränsen sattes till -35 grader C, var det lägre temperatur ställdes

provningarna in. Lägsta upplevda temp var -42 grader.

Projektet avslutades i september 1974.

Sammanställt 2014 av Uno Dahl